基于封闭耗氧实验的窒熄带氧临界体积分数研究

李宗翔^1,2，刘宇^1,2，吴邦大^1,2，张慧博^1,2，贾进章^1,2

1. 辽宁工程技术大学安全科学与工程学院2. 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室

摘 要：为更准确划分采空区自燃带与窒熄带,提出根据不同煤质的耗氧特点,用封闭耗氧实验确定采空区窒熄带临界氧气体积分数的新方法。在采空区煤自燃氧化升温热平衡条件下,分析煤自燃的耗氧速度、氧气体积分数和氧化放热的一致性特征,利用研制的煤样封闭耗氧实验装置,采集煤氧化实验过程中氧气体积分数呈衰减变化的连续检测数据,由数据变化曲线求氧气体积分数变化差商,获得煤在不同氧气体积分数下的耗氧速度,建立耗氧速度与氧气体积分数的量化关系,即γ-c（τ）图,由此确定窒熄临界氧气体积分数。分别对不同煤样做实验测定,得出长平矿3号煤层（无烟煤）窒熄带临界氧气体积分数为14.2%,九道岭矿4号煤层（烟煤）的窒熄带临界氧气体积分数为6.8%,晓南矿7号煤层烟煤的窒熄带临界氧气体积分数为8.2%。新方法按不同的煤种和煤质,依据各自不同的耗氧特性,来确定自燃带与窒熄带的划界标准,且与工程实际相符合。

关键词：采空区;自燃三带;封闭耗氧实验;临界耗氧速度;γ-c（τ）图;